Auswirkungen von Aerobic-Trainingsinterventionen bei Jugendlichen mit Aufmerksamkeitsdefizit-/Hyperaktivitätsstörung (ADHS)

Die Aufmerksamkeitsdefizit-Hyperaktivitätsstörung (ADHS) ist die häufigste neuropsychiatrische Erkrankung und betrifft 5–10 % der Kinder weltweit (7–8 % in Taiwan). Sie ist durch ein anhaltendes Muster von Unaufmerksamkeit und/oder Hyperaktivität/Impulsivität gekennzeichnet. In einer aktuellen Umfrage wurde geschätzt, dass rund 57 % der Kinder mit ADHS auch im Jugend- und Erwachsenenalter anhaltende Symptome haben. Aufgrund des dynamischen neurokognitiven Entwicklungsprozesses sowie des Übergangs und der Bildung von Bildungs- und Sozialbeziehungen stellen Jugendliche (13-17 Jahre) kritische Phasen in der Lebensphase dar. In neuerer Literatur wird vorgeschlagen, dass die Haupterkrankungen von ADHS mit Beeinträchtigungen kognitiver Funktionen wie der Hemmungskontrolle, des Arbeitsgedächtnisses und der kognitiven Planung zusammenhängen. Diese Defizite stören den Bildungsprozess, beeinträchtigen akademische und soziale Funktionen und beeinträchtigen die Lebensqualität von Jugendlichen mit ADHS erheblich.

In jüngster Zeit werden nichtinvasive Hirnstimulationstechniken zur Untersuchung des neuronalen Mechanismus neuronaler Entwicklungsstörungen, einschließlich ADHS, in Betracht gezogen. Frühere Studien mit transkranieller Magnetstimulation (TMS) in Kombination mit motorisch evozierten Potenzialen (MEPs; Muskelkontraktion als Reaktion auf TMS) haben über Defizite bei spezifischen Hemmfunktionen der motorischen Schleife bei ADHS berichtet. In Übereinstimmung damit ergab unsere vorherige Studie eine verringerte intrakortikale Hemmung und eine verstärkte intrakortikale Erleichterung bei ADHS-Probanden im Vergleich zu gesunden Kontrollpersonen (in Prüfung). Diese Ergebnisse lassen darauf schließen, dass die Ursachen von ADHS auf Störungen in großen Gehirnnetzwerken zurückzuführen sind. Daher ist es wichtig, den neurophysiologischen Mechanismus bei ADHS zu verstehen und auf dieser Grundlage wirksame Interventionen zu entwickeln.

Aerobic-Übungen gelten als sichere und kostengünstige Zusatztherapie bei ADHS und haben bekanntermaßen positive Auswirkungen auf die kognitiven Fähigkeiten und die Verhaltensleistung von Kindern und Jugendlichen. Der zugrunde liegende Mechanismus hängt zumindest teilweise von Mechanismen der Neuroplastizität ab. Tierdaten deuten darauf hin, dass die neuronale Erregbarkeit durch aerobes Training gesteigert wird, indem die Hemmung der Gamma-Aminobuttersäure (GABA) unterdrückt und die Aktivierung von N-Methyl-D-Aspartat (NMDA)-Rezeptoren erleichtert wird. Darüber hinaus verstärkte Aerobic-Übungen die Induktion der Langzeitpotenzierung (LTP), von der angenommen wird, dass sie eine Schlüsselrolle bei den zellulären Mechanismen des Lernens und Gedächtnisses spielt. Diese Ergebnisse stimmen mit menschlichen Daten überein. Unsere und andere Studien haben gezeigt, dass Aerobic-Übungen die kortikale Erregbarkeit verbessern können, indem sie die intrakortikale Erleichterung erhöhen und die Hemmung bei gesunden Probanden durch TMS verringern. Im kognitiven Bereich haben Tiermodelle gezeigt, dass Aerobic-Übungen verschiedene kognitive Funktionen, einschließlich Lernen und Gedächtnis, deutlich beeinflussen. In ähnlicher Weise fördert in der Humanstudie eine einzelne Runde leichter Aerobic-Übungen die Leistung einer visuomotorischen Genauigkeitsverfolgungsaufgabe und das verbale Gedächtnis. Metaanalytische Untersuchungen haben gezeigt, dass Aerobic-Übungen mittlerer bis hoher Intensität positive Auswirkungen auf die kognitive Leistungsfähigkeit des Menschen haben. Spezifisch für die ADHS-Population zeigten frühere Ergebnisse eine signifikante Verbesserung der Hemmungskontrolle, der Verarbeitungsgeschwindigkeit und der Aufmerksamkeit nach akutem Aerobic-Training (30-minütiges Radfahren: 5-minütiges Aufwärmen, 20-minütiges Kerntraining und 5-minütiges Abkühlen). mäßige Intensität. Zusammengenommen deuten diese Studien darauf hin, dass die Auswirkungen von Aerobic-Übungen möglicherweise nicht auf den motorischen Bereich beschränkt sind. Darüber hinaus könnten die positiven Auswirkungen von Aerobic-Übungen auf kognitive Prozesse und klinische Ergebnisse durch seine vermittelnden Wirkungen auf neuronale Mechanismen verursacht werden.

Gemäß unserer Forschungserfahrung sind wir an der neurophysiologischen Grundlage der Auswirkungen der akuten Auswirkungen kontrollierter aerober Trainingsintensitäten bei Jugendlichen mit ADHS, ihrer Beteiligung an kognitiven Prozessen und klinischen Ergebnissen interessiert. Die kombinierte Anwendung neurophysiologischer Aufzeichnungsinstrumente, einschließlich nicht-invasiver Hirnstimulation, eignet sich zur Untersuchung der Auswirkungen von Aerobic-Übungen auf die kortikale Physiologie des motorischen und präfrontalen Kortex sowie den funktionellen Zusammenhang von Kognition und klinischer Leistung beim Menschen. Wir werden TMS anwenden, um evozierte Potentiale, die entweder mit Elektromyographie (EMG) oder EEG aufgezeichnet wurden, auf die kortikale Erregbarkeit zu übertragen, auch im Hinblick auf die Beiträge spezifischer Sender und Neuromodulatoren wie Glutamat und GABA über aufgabenrelevante Zielbereiche wie motorische und präfrontale Bereiche Kortex. Darüber hinaus werden wir kognitive Aufgaben (z. B. Hemmungskontrolle, Arbeitsgedächtnis und kognitive Planungsaufgaben) kombinieren, um den Zusammenhang zwischen den neurophysiologischen Auswirkungen von Aerobic-Übungen und entsprechenden kognitiven und klinischen Veränderungen zu untersuchen. Die Studie wird von entscheidender Bedeutung sein, um einen konzeptionellen Rahmen für die Entwicklung einer alternativen Behandlung bei ADHS zu schaffen, insbesondere für die Intervention bei Aerobic-Übungen. Darüber hinaus tragen die Ergebnisse der Studie dazu bei, den Grundstein für die wissenschaftliche und klinische Anwendung bei Jugendlichen mit ADHS zu legen.